Глобальное потепление климата, которое особенно ощутимо стало проявляться в последнее десятилетие, заставляет политиков, ученых, бизнесменов, специалистов в области энергетики большинства стран мира значительно более интенсивно искать эффективные пути решения этой задачи планетарного масштаба.
В сложившейся ситуации в международном сотрудничестве реально возрастает роль Киотского протокола, механизмы которого направлены на уменьшение и рациональное регулирование влияния техногенной деятельности на климат планеты.
Главная цель — снижение выбросов парниковых газов в атмосферу, которые сопутствуют, прежде всего, деятельности объектов энергетики.
Согласно различным расчетам и сценариям, в спросе на глобальном уровне на энергопродукты в ближайшее время по-прежнему будут доминировать природные ископаемые, а значит, существует и угроза возрастания объемов выбросов углекислого газа в атмосферу.
Это может вызвать критические температурные изменения на планетарном уровне. В ближайшие 50 - 70 лет температурный режим может вырасти на 3 - 4 градуса. Это очень мощный и опасный рост, ведущий к критической ситуации.
По различным аналитическим расчетам, в случае непринятия сегодня необходимых мер в результате глобального повышения температуры мир может столкнуться не только с природными катаклизмами, но и с колоссальными экономическими потрясениями со всеми возможными негативными последствиями.
Поэтому задача стоит — минимизировать температурный рост к этому времени хотя бы хотя бы до двух градусов, а это невозможно сделать без координации усилий на межгосударственном уровне. Это особенно актуально для стран, где темпы потепления климата превышают среднемировые.
Совершенно очевидно, что уже сегодня нужно сокращать потребление природных ископаемых, активно внедрять энергосберегающие технологии, возобновляемые источники энергии.
Необходимо исследовать сценарий стабилизации и снижения эмиссии парниковых газов. Для этого имеется достаточно мощный научно-методический инструментарий, проблема состоит в том, чтобы наполнить его новейшими технологическими средствами сокращения эмиссии парниковых газов.
Для того чтобы нести эффективную борьбу с выбросами парниковых газов необходимо существенно увеличить долю ВИЭ.
Как решить проблему? Здесь прежде всего следует учитывать, что данная задача включает по меньшей мере три сложные составляющие.
Первая и наиболее очевидная из них состоит в том, как использовать энергию ветра, солнца и сельхозкультур экономически целесообразным путем. Затем эту энергию необходимо перебрасывать из тех районов, где она легко генерируется, к местам потребления. И, наконец, нужно переводить эту энергию в ту или иную приемлемую форму.
Для движения грузовых и легковых автомобилей на электрической тяге необходимы аккумуляторы большой мощности, которые накапливают необходимый объем электрической энергии.
Развитие возобновляемых источников энергии (ВИЭ) может существенно снизить зависимость от ископаемого топлива, что приведет к уменьшению выбросов углекислого газа и других парниковых газов.
Внедрение ВИЭ в нефтегазовой отрасли также может способствовать углеродной нейтральности, что является стратегической целью многих стран и компаний.
Биоэнергия дает один из важнейших способов сокращения объемов выбросов углекислого газа в атмосферу — путем создания экологически чистых, так называемых «зеленых предприятий», которые раньше были зависимы от природных ископаемых; решения проблемы, связанной с заменой традиционного транспортного топлива, и т. д.
При благоприятном сценарии уже в рассматриваемой перспективе на 40-50 лет биотопливо может составлять 25% от всего спроса на энергоресурсы.
Автомобильный транспорт на топливных элементах на ближайшую перспективу вряд ли следует рассматривать как приоритетное направление, что во многом обусловлено высоким ценовым уровнем такого транспорта на начальном этапе и сложностями с созданием соответствующей водородной инфраструктуры.
Однако создание базовых элементов водородной инфраструктуры, включая водородные заправочные станции для автотранспорта, уже сейчас становится одним из приоритетных направлений и создает необходимый фундамент для дальнейшего развития транспортного сектора.
Другим приоритетом является создание энергетических установок на основе топливных элементов для децентрализованной энергетики и аварийного (резервного) энергообеспечения.
Перспективным направлением применения технологий водородной энергетики (электролизеры, топливные элементы) следует считать возобновляемую энергетику.
В условиях глобального потепления климата много внимания уделяется гидроэнергетическому потенциалу стран и возрождению в мире большой гидроэнергетики. Происходит бурный рост строящихся больших плотин. Причем пик этого процесса сейчас приходится на такие страны, как Китай, Индия и Бразилия.
Гидроэнергетика играет важную роль в обеспечении энергетической безопасности и снижении воздействия на окружающую среду. Она является одним из ключевых источников возобновляемой энергии, способствующей устойчивому развитию планеты.
За последние десять лет темпы роста возобновляемой энергии резко возросли. Причины такого явления довольно очевидны. Это:
- необходимость обеспечения для стран, не имеющих запасов органического топлива, хотя бы в перспективе энергетической безопасности, т. е. снижения зависимости от импорта энергоресурсов, главным образом нефти и газа;
- экологическая чистота ВИЭ — отсутствие эмиссии углекислого газа и других вредных выбросов;
- неисчерпаемость ВИЭ на фоне явного истощения запасов нефти и газа;
- доступность использования основных видов ВИЭ (солнце, ветер, биомасса, низкопотенциальное тепло);
- развитие наукоемких технологий.
К примеру, ветроустановка, так же как и малая ГЭС, и фотоэлектрическая станция мощностью 1 МВт, за год производят порядка 1,5 - 2 млн. кВтч. Тем самым предотвращается эмиссия углекислого газа по сравнению с топливной электростанцией в следующих объемах: на газе 0,8 - 11 тыс. тонн, на нефтепродуктах 1,1 - 1,5 тыс. тонн, на угле 1,7 - 2,3 тыс. тонн.
Мировая ветроэнергетика развивается особенно быстрыми темпами. Установленная мощность ветростанций в мире в 2023 году составила 1021 ГВт.
С темпом от 30% до 50% к предыдущему году развивается производство фотоэлектрических элементов и модулей. Количество фотоэлектрических установок разного назначения в мире превысило 15 млн. единиц.
Площадь солнечных коллекторов (основа солнечных водонагревательных систем и установок) превысила 300 млн. м2. Темпы роста мощности установок на базе остальных видов ВИЭ (биогаз, геотермальная энергия и др.) составляют от 6% до 15%, т. е. также существенно выше, чем традиционных электростанций.
Продолжает улучшаться экономика возобновляемой энергетики. Удельные капитальные вложения и себестоимость производства электроэнергии на базе ВИЭ снижаются, тогда как аналогичные показатели традиционных тепловых электростанций повышаются.
Это связано с развитием технологий, масштабированием производства и снижением стоимости оборудования (смотрите - Действительно ли возобновляемые источники энергии дороже ископаемого топлива?)
Во многих странах эти показатели сравнялись и в ближайшем будущем ожидается существенное преимущество возобновляемой энергетики, если естественное ее развитие не исказят спекулятивные тенденции.
Несмотря на потенциал ВИЭ, существуют определенные риски и препятствия для их развития. Например, мировая пандемия COVID-19 оказала значительное влияние на экономику и, как следствие, на инвестиции в сектор возобновляемой энергетики. Это привело к замедлению ввода новых генерирующих мощностей и создало дополнительные препятствия для индустрии.
Тем не менее, перспективы ВИЭ остаются обнадеживающими. Страны и компании продолжают искать пути к углеродной нейтральности, и ВИЭ играют в этом ключевую роль.
Важным аспектом является также участие нефтегазовых компаний в трансформации энергетического сектора, что может способствовать более быстрому переходу к возобновляемым источникам энергии.
Как видится доля ВИЭ разными аналитиками в перспективе до 2050 года? Единства в прогнозах не наблюдается, однако все прогнозы предполагают увеличение доли ВИЭ.
Возобновляемая энергетика будет играть все более важную роль в мировой энергетике при условии поддержки и развития соответствующих технологий и инфраструктуры.
ВИЭ представляют собой важный элемент в стратегии снижения выбросов парниковых газов и борьбы с глобальным потеплением. Их развитие и интеграция в существующие энергетические системы требуют скоординированных усилий со стороны правительств, бизнеса и общества. С учетом текущих и будущих вызовов, ВИЭ могут стать одним из ключевых факторов устойчивого развития и экологической безопасности.
Андрей Повный